Смазка оборудования на металлургических предприятиях (стр. 3 из 7)
Мощность, которую в состоянии безопасно (с точки зрения излома) передать одна и та же зубчатая передача, может колебаться в зависимости от качества смазочного материала, существенно изменяясь (почти в два раза). Большое влияние на работу зубчатых передач оказывает добавление присадок к смазочным маслам. Применение, например, противозадирных присадок позволяет повысить предельную допустимую нагрузку на передачу в несколько раз. Установлено, что если обкатку колес осуществляют на маслах с присадками, а затем эти масла заменяют базовыми маслами, то нагрузка, при которой возможно заедание, увеличивается на 25—30% по сравнению с нагрузкой при применении масла без противоизносной и противозадирной присадок. В отдельных случаях наличие противозадирной присадки в масле позволяет увеличить нагрузку заедания до 200—240%. В качестве легирующих присадок могут служить следующие соединения: дисульфид молибдена, титана, урана, циркония, оксид свинца, диселент вольфрама, пластмассовые покрытия и др. Хорошими смазочными свойствами обладает графит.
Эффективность влияния присадок на изменение нагрузки заедания во многом зависит от материала зубчатых колес. При прочих равных условиях сопротивляемость заеданию возрастает с увеличением содержания в стали хрома и молибдена и снижается при повышении содержания никеля.
Материал, имеющий после закалки грубую мартенситную структуру, оказывает большую сопротивляемость заеданию при использовании масла средней вязкости, а передачи, изготовленные из более мелкозернистого материала большей твердости, требуют применения масел малой вязкости с добавлением противоизносных и прогивозадирных присадок. Азотирование повышает сопротивляемость, но увеличивает возможность отслаивания. После цианирования наблюдают заедание трущихся поверхностей. Сопротивление заеданию увеличивается вдвое, если зубья покрыты фосфатами железа и марганца, а также серебром, оловом или бронзой.
Наилучшими противозадирными свойствами обладают нафтеновые масла, несколько худшими — парафиновые, а светлые масла высокой очистки (при соответствующей вязкости) воспринимают еще меньшую нагрузку заедания. Хорошими противозадирными свойствами в маслах обладает сера.
Большое значение при работе пар трения играет вязкость масел. Вязкость смазочных масел для смазывания стальных зубчатых передач выбирают по графику (рис. 2), на котором по оси абсцисс отложены значения параметра зубчатой пары X, определяемые по формулам:
X=HVp2/(107v) .
Здесь HV—твердость по Виккерсу зубьев более мягкой шестерни из двух зацепляющихся шестерен; р — наибольшее давление (наибольшее контактное напряжение сжатия) в полосе зацепления (по Герцу), Мн/м2; v — окружная скорость, м/с. В частности, для зубчатых зацеплений принимают, что p = 2,88τ. Здесь τ — напряжение сдвига в расчете зуба на прочность соответствует максимальному расчетному моменту М.
Таблица 3. Выбор масел для прямозубых, косозубых и шевронных цилиндрических и конических закрытых передач при смазывании погружением и методом циркуляционного смазывания.
| Материал (предел прочности на разрыв, Мн/м2) | Вязкость °ВУ при окружной скорости, м/с | ||||||
| 0,5 | 0,5-1 | 1-2,5 | 2,5-5 | 5-12,5 | 12,5-25 | 25 | |
| t =100 ˚C | t =50 ˚C | ||||||
| Пластмассы, бронзы, чугуны | 3 | 16 | 11 | 8 | 6 | 4,5 | - |
| Сталь (470-630) | 4,5 | 24 | 16 | 11 | 8 | 6 | 4,5 |
| Сталь (630-790) | 4,5 | 24 | 16 | 11 | 8 | 6 | 4,5 |
| Сталь (790-1020) | 4,5 | 24 | 16 | 11 | 8 | 6 | 4,5 |
| Сталь (1020-1260) | 4,5 | 36 | 24 | 16 | 11 | 8 | 6 |
| Сталь (1260-1500) | 7 | 36 | 36 | 24 | 16 | 11 | 8 |
| Сталь цементированная или с закаленной поверхностью | 7 | 36 | 36 | 24 | 16 | 11 | 8 |
Если передача работает при переменных режимах, то при определении величины X следует принимать максимальное значение p2/v. Как видно из графика (см. рис. 2), каждому значению X соответствует определенный диапазон вязкости масел. Так, более высокую вязкость масел принимают в следующих случаях: при изготовлении обеих зацепляющихся шестерен из стали одной марки или хотя бы одной из шестерен из никелевой или хромоникелевой стали со сквозной закалкой; при работе зубчатой передачи с ударными нагрузками; при температуре окружающей среды более 25 ˚С. Меньшую вязкость принимают: при высокой разности обработки шестерен; при температуре окружающей среды ниже 10 °С; при фосфатированных или сульфидированных шестернях (пока покрытие не износилось); при смазывании шестерен под давлением (если параметр Х > 100).  |
Для закрытых зубчатых передач в зависимости от удельной нагрузки и скорости (или частоты вращения) сорт смазочного масла выбирают по номограмме (рис. 3). Для зубчатых пар, *• хромиетон стали вязкость масла следует выбирать на 10—15 В У больше по сравнению с указанной в табл. 61 в работе [7]. Чисто граничная смазка на значительных участках контактных поверхностей зубьев может возникать главным образом в гипоидных и цилиндрических винтовых передачах. Эти передачи обладают особой склонностью к задирам. Поэтому их следует смазывать маслами, содержащими противозадирные присадки. К таким маслам для гипоидных передач относится масло, изготовляемое по ТУ 38 101270—78. Оно вырабатывается на основе базового масла марки ТС-14,5 с добавлением к нему присадок; 2,2% противозадирной; не более 0,35% моющей присадки MACK и 0,007% антипенной ПМС-200А. Для гипоидных передач используется масло ТС (ОСТ 38 01260—82). Для смазывания открытых зубчатых передач рекомендуют применять пластичный смазочный материал (графитную смазку) УСсА (ГОСТ 3333—80); применяют также для этой цели
полугудрон и шестеренную мазь (80% полугудрона+ 20% нефтебитума IV). Перед приготовлением этой мази битум разогревают до жидкого состояния.
Червячные передачи. Червячные передачи бывают двух видов: цилиндрические и глобоидные. Последние по сопротивляемости заеданию, усталостному выкрашиванию и излому обладают большей несущей способностью, чем цилиндрические. Это обстоятельство объясняется тем, что контакт в глобоидном зацеплении осуществляется одновременно по двум линиям, причем одна из них имеет радиальное, а другая — близкое к нему направление. Кроме того, в зацеплении одновременно находится до 4—5 зубьев колеса. Для глобоидных передач по сравнению с передачами с цилиндрическим червяком наиболее благоприятна жидкостная смазка.
Коэффициент полезного действия (к.п.д.) червячной передачи определяют по формуле:
ηч.п=ηptgλ/[tg(λ+ρ1)],
где λ – угол подъема витков по делительному цилиндру червяка; ρ1 – фиктивный угол трения; ηp- коэффициент, учитывающий потери мощности на перемешивание и разбрызгивание масла в картере смазочной системы червячной передачи. Обычно принимают
ρ1 ≈ arctg fc ,
где fc - коэффициент трения скольжения в червячном зацеплении. В случае, если червячное колесо изготовляют из фосфористой бронзы, коэффициент трения fc и параметр ρ можно выбирать по табл. 4 в зависимости от скорости скольжения υc.
Следует заметить, что коэффициент трения fc, приведенный в табл. 3.4, учитывает потери мощности в подшипниках качения червяка и червячного колеса. Меньшие значения fc можно выбирать только для цементированных шлифованных и полированных червяков при тщательно приработанной передаче, обильном смазывании маслом соответствующей вязкости. Вязкость масла (при 50 °С) для червячных передач в зависимости от температуры окружающей среды и характера нагрузки определяют по графику.
Количество масла, необходимого для смазывания червячного зацепления, подсчитывают по тем же формулам, что и для цилиндрических передач.
Таблица 4. Значения коэффициентов fc и ρ в зависимости от скорости скольжения червяка υc.